フライトコントロールモード - 百科事典
フライトコントロールモードまたはフライトコントロール法は、航空機パイロットがハンドルまたはジョイスティックで行った動きを、航空機の制御面の動きに変換するコンピューターソフトウェアアルゴリズムです。制御面の動きは、フライトコンピュータがどのモードにあるかによって異なります。フライトコントロールシステムがフライバイワイヤーの航空機では、パイロットがコクピット内のハンドルやジョイスティックで行う動きは、フライトを制御するために、制御面をどのように動かすかを決定するフライトコントロールコンピュータに電気信号として変換されます。電気フライトコントロールの減少は、フライトコントロールコンピュータやアイアーパタム無動力参照ユニット（ADIRU）などの計算機器の故障によることがあります。
電気フライトコントロールシステム（EFCS）は、通常のフライトでも補助機能を提供し、例えば、乱流の認識と修正やヨー減衰を行い、乗客により快適なフライトを提供します。これらの電気システムは、古い機械システムよりも軽量であり、航空機を過剰ストレス状況から守ることもできます。これにより、設計者が過剰設計されたコンポーネントを削減することができ、航空機の重量もさらに減少します。
フライトコントロール法（エアバス）
A300/A310以降のエアバス機種は、ほぼ完全にフライバイワイヤーエキップメントで制御されています。これらの新しい航空機、A320、A330、A340、A350、A380は、エアバスフライトコントロール法の下で運用されています。例えば、エアバスA330のフライトコントロールはすべて電子制御で油圧駆動されています。ルバーなどの一部の表面は機械的に制御することもできます。通常のフライトでは、コンピュータがピッチとロールにおける過剰な力を防ぐために作用します。
航空機は、3つの主要な制御コンピュータ（キャプテンの、第一機長の、ストアンボイトの）と2つの準主要な制御コンピュータ（キャプテンの、第一機長の）で制御されます。さらに、2つのフライトコントロールデータコンピュータ（FCDC）があり、空気データ（空気速度、高度）などのセンサーからの情報を読み取ります。これらの情報は、GPSデータとともに、空気データ無動力参照ユニット（ADIRU）と呼ばれる、空気データと無動力参照の両方を提供する3つの冗長処理ユニットに入力されます。ADIRUは、エアバスでは8つの空気データモジュールにリンクされています：そのうち3つがピトットチューブにリンクされ、5つが静的压力源にリンクされています。ADIRUからの情報は、いくつかのフライトコントロールコンピュータ（主要および準主要フライトコントロール）にフィードバックされます。コンピュータは、航空機の制御面やパイロットの航空機制御装置および自動操縦装置からの情報も受け取ります。これらのコンピュータからの情報は、パイロットの主要なフライトディスプレイに送信されるだけでなく、制御面にも送信されます。
指定されたフライトコントロール法は4つありますが、オルタナティブ法は2つのモード、オルタナティブ法1およびオルタナティブ法2で構成されています。これらのモードには、それぞれ異なるサブモードがあります：地面モード、フライトモード、アライアス、およびバックアップ機械的制御。
= 通常法 =
通常法は、フライトの段階によって異なります。これには以下が含まれます：
ゲートでの停止
ゲートから滑走路への進行または滑走路からゲートへの進行
離陸ロールの開始
初期爬昇
巡航爬昇および巡航フライト
最終下降、アライアスおよび着陸。
離陸から巡航への移行では、5秒の移行が発生し、下降からアライアスへの移行では2秒の移行が発生し、アライアスから地面への移行では通常法で別の2秒の移行が発生します。
地面モード =
航空機は直接モードと同様に動作します：自動トリミング機能はオフになり、エレベータはサイドスティックの入力に直接反応します。水平安定器は4°上に設定されていますが、手動設定（例えば、重心の中心）がこの設定をオーバーライドします。車輪が地面を離れると、通常法からフライトモードへの5秒の移行が発生します。
フライトモード =
通常法のフライトモードは、ピッチアテンション、負荷因子制限、高速、高AOAおよびバンク角の5つの種類の保護を提供します。フライトモードは、離陸から、航空機が約100フィートの高さまでの着陸までの短い期間まで機能します。パイロットの命令やシステムの故障により早めに失われる可能性があります。システムの故障による通常法の失敗は、オルタナティブ法1または2に結果します。
伝統的な制御とは異なり、通常法では垂直サイドスティックの動きは、速度に関係なくスティックの偏りに比例する負荷因子に対応します。スティックが中間位置で負荷因子が1gの場合、航空機はパイロットがエレベータトリミングを変更しないで水平フライトを続けます。水平サイドスティックの動きは、ヨー率を命令し、一旦ターンが確立されると、33°のバンク角まで適切なピッチ角を維持します。システムは、攻撃角が過剰になる場合、負荷因子が1.3gを超える場合、またはバンク角が33°を超える場合にさらにトリミングを防ぎます。
アルファ保護（α-Prot）は、スロータリングを防ぎ、風切れの影響に反応します。保護は、攻撃角がα-Protとα-Maxの間にある場合に作動し、パイロットのサイドスティックまたは、自動操縦装置が作動している場合に自動操縦装置を解除します。
高速保護は、過速度から自動的に回復します。高高度航空機には、VMO（最大運用速度）およびMMO（最大運用マッハ）の2つの速度制限があり、約31,000フィートでこれらの速度は同じであり、その下ではVMOで過速度が決定され、その上ではMMOで決定されます。
アライアスモード =
このモードは、レーダー高度計が地面から100フィートを示すときに自動的に作動します。50フィートで、航空機はノーズを少し下げます。着陸アライアスの間に、通常法は高攻撃角保護とバンク角保護を提供します。負荷因子は2.5gから-1gまで許可され、スラットが展開されている場合には2.0gから0gまで許可されます。ピッチアテンションは-15°から+30°に制限され、航空機が減速すると、上限はさらに+25°に引き下げられます。
= オルタナティブ法 =
エアバスのフライバイワイヤーアircraftは、オルタナティブ法1、オルタナティブ法2、直接法、機械的律の4つのリコンフィギュレーションモードを持っています。オルタナティブ法の地面モードおよびアライアスマードは、通常法のモードと同じです。
オルタナティブ法1（ALT1）モードは、通常法の横方向モードと負荷因子、バンク角保護を組み合わせています。高攻撃角保護は失われる可能性があり、低エネルギー（水平フライトスロータリング）保護も失われます。高速と高攻撃角保護は、オルタナティブ法モードに移行します。
ALT1は、水平安定器、エレベータ、ヨーダンパーの作動、スラットまたはフラップセンサー、または単一の空気データ参照の故障がある場合にアクセスできます。
オルタナティブ法2（ALT2）は、通常法の横方向モード（ロール直接モードおよびヨーオルタナティブモードに置き換えられ）、ピッチアテンション保護、バンク角保護および低エネルギー保護を失います。負荷因子保護は引き続き提供されます。高攻撃角と高速保護は、オルタナティブ法2モードへの理由が2つの空気データ参照の故障である場合を除き、引き続き提供されます。
ALT2モードは、2つのエンジンが停止（双発航空機の場合）、2つの無動力または空気データ参照の故障、自動操縦装置が失われる場合（ADR不一致を除く）、または全スポイラーの故障、特定のアイルロンの故障、またはペダルトランスデューサーの故障がある場合にアクセスできます。
= 直接法 =
直接法（DIR）は、制御面の動きをサイドスティックやルーボードの動きに直接関連付ける直接スティックから制御面の関係を導入します。トリミング可能な水平安定器は、手動トリミングホイールでのみ制御できます。すべての保護が失われ、エレベータの最大偏りは、現在の航空機の重心中心に応じてそれぞれの構成ごとに制限されます。これにより、前重心での適切なピッチ制御と後重心での過度に反応しない制御の妥協が図られます。
DIRは、3つの無動力参照ユニットまたは主要なフライトコンピュータの故障、2つのエレベータの故障、または2つのエンジンの停止（双発航空機の場合）がある場合にアクセスできます。キャプテンの主要なフライトコンピュータが機能しない場合、キャプテンの主要なフライトコンピュータが機能しない場合。
= 機械的制御 =
機械的制御バックアップモードでは、ピッチは機械的トリミングシステムで制御され、横方向の方向はラダーを機械的に操作するラダーペダルで制御されます。
ボーイング777の主要なフライトコントロールシステム
ボーイング777のフライバイワイヤーエレクトリックフライトコントロールシステムは、エアバスEFCSと異なります。設計原則は、機械的に制御されたシステムと同様に反応するシステムを提供することです。システムが電気で制御されているため、フライトコントロールシステムはフライトエンベロープ保護を提供できます。
電気システムは、2つのレベルに分けられます：4つのアクチュエータ制御電子（ACE）と3つの主要なフライトコンピュータ（PFC）。ACEは、パイロットコントロールから制御面コントロールまでのアクチュエータを制御します。PFCの役割は、制御法を計算し、フィードバック力、パイロット情報および警告を提供することです。
= 標準保護および補助機能 =
777のフライトコントロールシステムは、目的の限界を超えた場合にバックプレッシャーを増加させることで、制御権を特定の範囲を超えないように設計されています。これは、電気制御バックドライブアクチュエータ（ACEによって制御）を使用して行われます。保護および補助機能には、バンク角保護、ターン補償、スロータリング保護、過速度保護、ピッチ制御、安定性補助および推進力アシンメトリー補償が含まれます。設計の哲学は、「パイロットに、与えられている命令が航空機の通常の運用エンベロープを越える可能性があることを知らせ、しかし、その方法が排除されていない」となっています。
= 通常モード =
通常モードでは、PFCはACEにアクチュエータコマンドを送信し、それらをアナログサーボコマンドに変換します。全機能が提供され、すべての強化された性能、エンベロープ保護、 ride quality機能が提供されます。
= 次要モード =
ボーイングの次要モードは、エアバスのオルタナティブ法と比較できます。PFCはACEにコマンドを提供しますが、EFCS機能は減少します。これらの状態は、EFCSやインターフェースシステム（例えば、ADIRUやSAARU）の多くの故障が発生した場合にアクセスされます。さらに、すべてのPFCおよびACEが完全に故障した場合、アイルロンおよび選択されたロールスポイラーはパイロットコントロールにコントロールケーブルで接続され、一時的な機械的制御が許可されます。
参考リンク
Index of aviation articles
Dual control (aviation)
参考文献
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